1、影响化学平衡的因素(40分钟70分)一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1已知反应A2(g)2B2(g) 2AB2(g)H0，下列说法正确的是()A升高温度，A2的转化率增大B升高温度有利于反应速率增大，从而缩短达到平衡的时间C达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动D达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动【解析】选B。A项，因正反应为放热反应(H0)，故升高温度，平衡逆向移动，A2的转化率减小；降低温度或增大压强均有利于平衡正向移动，故C、D两项错误。2下列事实能用平衡移动原理解释的是()A工业制硫酸采用二氧化硫催化氧化，高温可以提高单位时间
2、SO3的产量B合成氨工业中使用铁触媒作催化剂C用饱和食盐水除去氯气中氯化氢杂质D在配制硫酸亚铁溶液时往往要加入一定量铁粉【解析】选C。A.催化剂只影响反应速率不影响平衡移动，且升高温度平衡逆向移动，所以不能用平衡移动原理解释，故A不选；B.催化剂只影响化学反应速率不影响平衡移动，所以不能用平衡移动原理解释，故B不选；C.实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气，氯气和水的反应是可逆反应，饱和氯化钠溶液中氯离子浓度大，化学平衡逆向进行，减小氯气溶解度，能用平衡移动原理解释，故C选；D.在配制硫酸亚铁溶液时往往要加入一定量铁粉，防止亚铁离子被氧化，与平衡无关，不能解释，故D不选。3(2021梅州高二检
3、测)室温下，向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸，溶液中发生反应：C2H5OHHBrC2H5BrH2O，充分反应后达到平衡。已知常压下，C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4 和78.5 。下列叙述错误的是()A增大HBr浓度，有利于生成C2H5BrB加入NaOH，可增大乙醇的物质的量C若反应物都增大至2 mol，则两种反应物平衡转化率之比不变D若起始温度提高至60 ，可缩短反应达到平衡的时间【解析】选D。增大HBr的浓度，平衡将会向正反应方向移动，有利于生成C2H5Br，故A正确；加入NaOH，NaOH会和HBr反应，平衡会向逆反应方向移动，则乙醇的
4、物质的量将会增加，故B正确；若两反应物均增大至2 mol，在原来平衡基础上向正向移动，反应物转化率增大，但是各种反应物开始浓度相同、消耗的浓度相同，所以其转化率的比值不变，故C正确；根据题给信息可知，当起始温度升高到60 时(高于溴乙烷的沸点)，溴乙烷大部分以气态存在，液态混合物中溴乙烷的浓度变小，则反应达到平衡的时间不一定会缩短，故D错误。4.(2021郑州高二检测)已知反应3A(g) B(g)C(g)反应过程中的能量变化如图所示，若在恒温恒容条件下通入一定量的A(g)进行上述反应。下列说法错误的是()A使用催化剂，能同时降低E1和E2B升高温度，v逆增大，v正减小C达到平衡后再通入A(g)
5、，能增大A(g)的平衡转化率D.若加压到一定程度平衡向左移动，可能是高压下A(g)转化成了液体【解析】选B。使用催化剂，能同时降低反应的正反应活化能和逆反应活化能，故A正确；升高温度，v逆增大，v正也增大，故B错误；反应在恒温恒容条件下进行，达到平衡后再通入A(g)，相当于增大体系的压强，压强增大，该平衡向气体系数和小的方向移动，即向右移动，所以能增大A(g)的平衡转化率，故C正确；若加压到一定程度平衡向左移动，可能是高压下A(g)转化成了液体，平衡向气体的计量数减小方向移动，说明左侧气体计量数变小，故D正确。5为了探索反应条件对反应aX(g)bY(g) cZ(g)的影响，以X和Y物质的量比为
6、ab开始反应，通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数，实验结果如图所示。以下判断正确的是()A正反应放热，abcB正反应吸热，abcC正反应吸热，abcD正反应放热，abc【解析】选A。对于反应aX(g)bY(g) cZ(g)，结合图示可知，压强相同时，温度越高Z的物质的量分数越小，说明升高温度平衡向着逆向移动，该反应的正反应为放热反应；温度相同时，压强越大Z的物质的量分数越大，说明增大压强平衡向着正向移动，说明正反应为体积缩小的反应，则abc，故A正确。6在密闭容器中一定量的A、B气体混合发生反应：xA(g)yB(g) zC(g)平衡时测得A的浓度为0.50 molL1。保持温度不
7、变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再达平衡时，测得A的浓度降低为0.20 molL1。下列判断不正确的是()AxyzB平衡向正反应方向移动CB的转化率降低DC的体积分数增大【解析】选C。平衡时测得A的浓度为0.50 molL1，保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，如平衡不移动，则A的浓度应降低为0.25 molL1，而实际浓度为0.20 molL1，则说明降低压强平衡向正反应方向移动。A.根据分析可知，减小压强平衡向着正向移动，说明正反应为气体体积增大的反应，则xypq时，(A)、(B)增大当mnbc时，(A)增大当abc时，(A)减小二、非选择题(本题包括2小题，共20分)11(10
8、分)反应3Fe(s)4H2O(g) Fe3O4(s)4H2(g)，在一可变容积的密闭容器中进行，试回答：(1)增加Fe的量，其正反应速率的变化是_(填“增大”“不变”或“减小”，以下相同)，平衡_(填“不”“向正反应方向”或“向逆反应方向”，以下相同)移动。 (2)将容器的体积缩小一半，其正反应速率_，平衡_移动。 (3)保持体积不变，充入N2使体系压强增大，其正反应速率_，平衡_移动。 (4)保持体积不变，充入水蒸气，其正反应速率_，平衡_移动。 【解析】增加Fe的量，其正反应速率不变，平衡不移动；将容器的体积缩小一半，压强增大，其正反应速率增大，但反应前后气体体积不变，平衡不移动；保持体积
9、不变，充入N2使体系压强增大，但容器中原气体的浓度不变，正反应速率不变，平衡不移动；保持体积不变，充入水蒸气，反应物的浓度增大，其正反应速率增大，平衡向正反应方向移动。答案：(1)不变不(2)增大不(3)不变不(4)增大向正反应方向12(10分)(2020南岸区高二检测)在100 时，将0.40 mol二氧化氮气体充入一个2 L抽空的密闭容器中，发生反应：2NO2N2O4。每隔一段时间就对该容器内的物质进行分析，得到如表数据：时间/s020406080n(NO2)/mol0.40n10.26n3n4n(N2O4)/mol0.000.05n20.080.08(1)在上述条件下，从反应开始至20
10、s时，用NO2表示的平均反应速率为_molL1s1。(2)n3_(填“”“”或“”)n4；该反应的平衡常数K的数值为_(精确到0.1)。(3)若在相同条件下最初向该容器中充入N2O4，要达到上述平衡状态，N2O4的起始浓度是_molL1。(4)上述(3)达到平衡后N2O4的转化率为_，混合气体的平均摩尔质量为_。(5)达到平衡后，如果升高温度，气体颜色会变深，则升高温度后，反应2NO2N2O4的平衡常数将_(填“增大”“减小”或“不变”)。(6)达到平衡后，如果向该密闭容器中再充入0.32 mol He，并把容器体积扩大为4 L，则平衡将_(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。【解析】(
11、1)由表中数据可知，从反应开始直至20 s时，v(N2O4)0.001 25 molL1s1，则v(NO2)2v(N2O4)20.001 25 molL1s10.002 5 molL1s1；(2)由表中数据可知，在60s时四氧化二氮浓度不再变化，则反应已达平衡状态，所以n3n4，当四氧化二氮的浓度为0.04 molL1时，二氧化氮的浓度是0.12 molL1，反应的平衡常数K2.8；(3)若在相同情况下最初向该容器充入的是N2O4气体，要达到上述同样的平衡状态，N2O4的起始浓度是c molL1，则N2O42NO2起始浓度(molL1) c 0转化浓度(molL1) c0.04 0.12平衡浓
12、度(molL1) 0.04 0.12所以，解得c0.10；(4)四氧化二氮的转化率为100%60%，平衡时各气体的物质的量为n(N2O4)0.04 molL12 L0.08 mol，n(NO2)0.12 molL12 L0.24 mol，混合气体的平均摩尔质量为M57.5 gmol1；(5)达到平衡后，如升高温度，气体颜色会变深，则浓度NO2增大，反应2NO2N2O4的平衡逆向移动，则平衡常数减小；(6)恒温下如向该密闭容器中再充入0.32 mol He，并把容器体积扩大为4 L，则二氧化氮和四氧化二氮的浓度都减小，相当于减小压强，所以v(正)、v(逆)速率都减小，平衡向逆反应方向移动。答案：
13、(1)0.002 5(2)2.8(3)0.10(4)60%57.5 gmol1(5)减小 (6)向左移动(20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题，每小题5分，共10分)1(2021合肥高二检测)温度为T ，向体积不等的密闭容器中分别加入足量活性炭和1 mol NO2，发生反应：2C(s)2NO2(g) N2(g)2CO2(g)。反应相同时间，测得各容器中NO2的转化率与容器体积的关系如图所示(V1V2V3)。下列说法正确的是()A图中a点所示条件下v(正)v(逆)BT 时，a、b两点时反应的平衡常数KaKbC向a点体系中充入一定量NO2，达到新平衡时，NO2转化率将增大D对c点容器加压，缩
14、小容器体积，则此时v(逆)v(正)【解析】选A。由以上分析可知，a点所示条件下达到平衡状态，则v(正)v(逆)，故A正确；在相同温度下反应，平衡常数相同，故B错误；反应2C(s)2NO2(g) N2(g)2CO2(g)，恒温恒容条件下，平衡体系中再充入一定量的NO2，相当于增大压强，平衡逆向移动，NO2的平衡转化率减小，即向a点平衡体系中充入一定量的NO2，达到平衡时，NO2的转化率比原平衡小，故C错误；c点没有达到平衡，平衡正向移动，此时v(逆)v(正)，故D错误。2(双选)一定条件下，将NO(g)和O2(g)按物质的量之比21充入反应容器，发生反应：2NO(g) O2(g) 2NO2(g)
15、。其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是()Ap1 p2B其他条件不变，温度升高，该反应的反应限度增大C400 、p1条件下，O2的平衡转化率为40%D400 时，该反应的化学平衡常数的数值为10/9【解析】选A、C。A.2NO(g)O2(g) 2NO2(g)是正方向体积减小的反应，增大压强平衡正移，则NO的转化率会增大，由图可知，相同温度下，p2时NO的转化率大，则p2时压强大，即p1p2，故A正确；B.由图像可知，随着温度的升高，NO的转化率减小，说明升高温度，平衡逆向移动，该反应的反应限度减小，故B错误；C.根据图像，
16、400、p1条件下，NO的平衡转化率为40%，将NO(g)和O2(g)按物质的量之比21充入反应容器，则O2的平衡转化率也为40%，故C正确；D.该反应为气体的体积发生变化的反应，根据平衡常数K，而c，因此K与气体的物质的量和容器的体积有关，题中均未提供，因此无法计算400 时该反应的化学平衡常数K，故D错误。二、非选择题(本题包括2小题，共20分)3(10分)煤、水煤气、甲醇、乙醇等都是重要的化工原料。(1)水煤气生产原理是C(s)H2O(g) CO(g) H2(g)H131.3 kJmol1。能说明该反应达到平衡状态的是_(填字母)。Av正(CO)v正(H2)Bc(CO)c(H2)C恒容容
17、器中，气体密度不变D恒容容器中，气体压强不变该反应达到化学平衡时，若要增大水蒸气的转化率可采取的措施是_(填字母)。A增加碳的物质的量B增加水蒸气的物质的量C增大压强D升高温度(2)已知：CO(g) 2H2 (g) CH3OH(g)。等物质的量的 CO与H2在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡后若将容器的容积压缩为原来的一半(其他条件不变)，对平衡体系产生的影响是_(填字母)。Ac(H2 )减少BCH3OH 的物质的量增加C重新平衡时减小 (3)已知6H2(g)2CO2(g) CH3CH2OH(g)3H2O(g) 。在温度为T ，容积不变的密闭容器中，将3 mol H2和1 mol CO2混合，达
18、到平衡时CO2气体的体积分数为a。达到平衡时，转化率(H2)(CO2) _。恒容下，再向该容器中充入2 mol He，则H2的转化率_(填“增大”“减小” 或“不变”)。在T ，容积可变的密闭容器中将3 mol H2和1 mol CO2混合，达到平衡时CO2气体的体积分数_a(填“”“” 或“”)。【解析】 (1)A、v正(CO)和v正(H2)均代表正反应速率，不能说明正逆反应速率相等，无法判断是否达到平衡状态，故错误；B、c(CO)c(H2)与反应起始量有关，不能说明CO和H2浓度保持不变，无法判断是否达到平衡状态，故错误；C、反应物C是固体，由质量守恒定律可知，平衡前后气体质量增大，恒容容
19、器中，气体密度增大，则气体密度不变能表明反应已达到平衡状态，故正确；D、该反应是一个气体体积增大的反应，恒容容器中，气体压强增大，则气体压强不变能表明反应已达到平衡状态，故正确。A、反应物C是固体，增加碳的物质的量，平衡不移动，水蒸气的转化率不变，故错误；B、增加水蒸气的物质的量，水蒸气浓度增大，平衡正向移动，新平衡时，水蒸气浓度增大，转化率减小，故错误；C、该反应是一个气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，水蒸气转化率减小，故错误；D、该反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，水蒸气转化率增大，故正确。(2)该反应是一个气体体积减小的反应，平衡后若将容器的容积压缩为原来
20、的一半，压强增大，平衡向正反应方向移动。A、新平衡时，氢气物质的量减小，浓度增大，故错误；B、新平衡时，甲醇的物质的量增加，故正确；C、新平衡时，氢气物质的量减小，甲醇的物质的量增加，则减小，故正确。(3)由化学方程式可知，H2和CO2物质的量的变化量之比为31，起始3 mol H2和1 mol CO2物质的量之比为31，由转化率公式可知，达到平衡时，转化率(H2)(CO2)为11；恒容下，再向该容器中充入2 mol He，各物质的浓度不变，化学反应速率不变，平衡不移动，则H2的转化率不变；该反应是一个气体体积减小的反应，在相同温度和起始量相同的条件下，容积可变的密闭容器相对于恒容容器相当于增
21、大压强，平衡向正反应方向移动，CO2气体的体积分数减小。答案：(1)CDD(2)BC(3)11不变4(10分)(2020济宁高二检测)N2O和CO是常见的环境污染气体。(1)对于反应N2O(g)CO(g) CO2(g)N2(g)来说，“Fe”可作为此反应的催化剂。其总反应分两步进行：第一步为FeN2OFeON2；则第二步为_(写化学方程式)。已知第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间，由此推知，第一步反应的活化能_(填“大于”“小于”或“等于”)第二步反应的活化能。(2)在四个不同容积的恒容密闭容器中按图甲充入相应的气体，发生反应：2N2O(g) 2N2(g)O2(g)，容器、中N2O的
22、平衡转化率如图乙所示：该反应的H_0(填“”或“”)。若容器的体积为2 L，反应在370 下进行，20 s后达到平衡，则020 s内容器中用O2表示的反应速率为_。B点对应的平衡常数K_(保留两位有效数字)。图中A、C、D三点容器内气体密度由大到小的顺序是_。若容器体积为1 L，反应在370 下进行，则起始时反应_移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)。【解析】(1)总反应分两步进行FeN2O=FeON2，根据催化剂定义，第一步：FeN2O=FeON2，第二步反应中，中间产物(FeO)氧化CO生成CO2本身被还原成Fe，方程式为FeOCOFeCO2；第二步反应对总反应速率没有影响，
23、说明第一步是慢反应，控制总反应速率，第二步反应速率大于第一步反应速率，则第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能；(2)升高温度，N2O的转化率升高，则向正反应方向进行，则正反应为吸热反应，则H0；根据A点进行计算 2N2O(g) 2N2(g)O2(g)初始浓度/molL1 0.05 0 0变化浓度/molL1 0.02 0.02 0.01平衡浓度/molL1 0.03 0.02 0.01所以v(O2)0.000 5 molL1s1， A、B点温度相同，对应的平衡常数相等。B点对应的平衡常数A的：K0.004 4；容器内混合气体密度为，反应前后质量守恒，m不变，只需比较容器体积即可，从ACD，三点起始量一样，随着温度升高，由于反应为吸热反应，温度升高有助于反应进行，导致转化率增大，现要使三点的转化率一致，所以需要加压，相当于缩小容器体积，即VAVCVD，所以ACD，即图中A、C、D三点处容器内密度大小关系是DCA；容器体积为1 L，370 时， 2N2O(g) 2N2(g)O2(g)起始(molL1) 0.06 0.06 0.04Q0.04K0.004 4，向逆反应方向移动。答案：(1)FeOCOFeCO2大于(2)0.000 5 molL1s10.004 4DCA向逆反应方向
